Ekstraktimi i terpeneve me ultratinguj
Është vërtetuar se ekstraktimi i terpeneve me ultratinguj jep rendimente të larta të terpenit oksid kariofileni, p.sh. nga kanabisi dhe lupuli. Oksidi i kariofilenit është një terpen që gjendet në kanabis, lupul, piper, borzilok dhe rozmarinë. Si përbërje aktive, terpeni i ekstraktuar oksid kariofileni përdoret si shtesë aromatizuese dhe suplement për shëndetin.
Përdorimi i oksidit të ekstraktuar të kariofilenit
Oksidi i kariofilenit dallohet për erën dhe shijen e tij aromatike (d.m.th. të bimëve aromatike). Për shkak të erës dhe shijes së tij të fortë aromatike, ai përdoret shpesh si shtesë aromatizuese në ushqime, si edhe si përbërës aromatik në parfumeri. Për më tepër, ai ka edhe aftësinë të lidhet me receptorët endokrinë CB2 në trupin e njeriut, gjë që e bën një përbërës farmaceutik interesant.
Ekstraktimi i oksidit të kariofilenit me ultratinguj
Ekstraktimi me ultratinguj i terpenit oksid kariofileni është një teknikë e shkëlqyer për të arritur rendimente të larta, p.sh. nga kanabisi dhe lupuli. Lexoni më shumë rreth kavitacionit akustik, parimit veprues të ekstraktimit me ultratinguj!
Si shembull, oksidi i β-kariofilenit u ekstraktua me ultratinguj duke përdorur pajisjen ultrasonike UP100H (100W, 30kHz) nga sythat e tharë të lupulit.
Të dhënat e analizës GC tregojnë rendimentin e ekstraktimit të oksidit të β-kariofilenit, të ekstraktuar me pajisjen e Hielscher UP100H nga lupuli.
UP400St – procesor i fuqishëm ultrasonik 400W për ekstraktimin e terpeneve, me përzierës
Analiza me kromatografi në fazë të gaztë e ekstraktit të lupulit të përftuar me ultratinguj: oksid β-kariofileni, α-kariofilen, α-pinen, mycrene, limonen, α-caryophylene, oksid kariofileni dhe të tjerë.
Përveç oksidit të β-kariofilenit, u ekstraktuan me sukses edhe terpene të tjera si α-kariofileni, α-pineni, mycrene, limoneni dhe α-caryophylene, ndër të tjera.
Si ekstraktohen terpenet nga bimët duke përdorur trajtimin me ultratinguj me sondë? Udhëzime hap pas hapi!
- Fillimisht, materiali bimor bluhet ose pritet në copa të vogla për të rritur sipërfaqen e disponueshme për ekstraktim.
- Më pas, materiali bimor përzihet me një tretës (si etanoli ose uji) për të ekstraktuar terpenet.
- Më pas përdoret trajtimi me ultratinguj me sondë për të ndihmuar procesin e ekstraktimit, duke aplikuar në suspension valë ultrasonike me intensitet të lartë dhe frekuencë të ulët, rreth 20kHz. Kjo shkakton kavitacion akustik dhe dridhje të shpejta të tretësit, çka nxit shpërbërjen dhe çarjen e qelizave bimore dhe çlirimin e terpeneve.
- Më pas, përzierja filtrohet për të ndarë materialin e ngurtë bimor nga lëngu që përmban terpenet e ekstraktuara.
- Më pas, lëngu avullohet ose i nënshtrohet përpunimit të mëtejshëm për të larguar tretësin dhe për të përqendruar terpenet.
- Produkti përfundimtar është një ekstrakt i pasur me terpene, i cili mund të përdoret në zbatime të ndryshme si suplementet ushqimore, ushqimet funksionale dhe produktet kozmetike.
Protokolli i ekstraktimit të terpeneve me ultratinguj
Lupuli u blua me një mulli të zakonshëm kafeje për të përftuar një madhësi më homogjene të grimcave të mostrës së lupulit.
Në një flakon u vendosën 4,5mg lupul dhe më pas u shtuan 5mL etanol. Flakoni u vendos në një gotë kimike me ujë me akull për shpërndarjen e nxehtësisë. Më pas, mostra u trajtua me ultratinguj me një UP100H, të pajisur me sonotrodën MS7, me amplitudën të vendosur në 50% për 90sec.
Analiza me kromatografi në fazë të gaztë e ekstraktit të lupulit të përftuar me ultratinguj:
Trajtimi me ultratinguj siguron një transferim të lartë të masës ndërmjet matricës qelizore dhe tretësit, duke arritur kështu një rendiment shumë të lartë të ekstraktit me cilësi të lartë.
- ekstrakte terpenesh me cilësi të lartë (pa degradim termik)
- rendimente të larta
- procedurë e shpejtë
- kthim i shpejtë i investimit
- tretës më të butë
- përdorim më i pakët i tretësit
- përdorim i sigurt dhe i lehtë
- nevojë e vogël për mirëmbajtje
- ekstraktim i gjelbër i terpeneve, miqësor me mjedisin
Ekstraktimi i terpeneve me ultratinguj dallohet si një metodë e gjelbër ekstraktimi, e cila mundëson përshpejtimin e ndjeshëm të procedurës së ekstraktimit të terpeneve, duke kërkuar njëkohësisht më pak energji se metodat e tjera konvencionale të ekstraktimit (d.m.th. CO2 superkritik, Soxhlet etj.). Përparësi të tjera që lidhen me përdorimin e ekstraktimit të terpeneve me ultratinguj janë përdorimi i lehtë i ekstraktorit ultrasonik, procesi i shpejtë, mungesa e mbetjeve kimike, rendimenti i lartë, respektimi i mjedisit, cilësia e përmirësuar falë kushteve të buta të përpunimit dhe parandalimi i degradimit termik.
Ekstraktorë ultrasonikë për terpenet
Tabela më poshtë ju jep një orientim se cila pajisje ultrasonike mund të jetë më e përshtatshmja për kërkesat tuaja të ekstraktimit të terpeneve.
| Vëllimi i serisë | Prurja | Pajisjet e rekomanduara |
|---|---|---|
| 10 deri në 2000mL | 20 deri në 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 deri në 20L | 0,2 deri në 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 deri në 100L | 2 deri në 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 deri në 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | më e madhe | grup pajisjesh UIP16000 |
Homogjenizues ultrasonikë me fuqi të lartë, nga shkalla laboratorike deri në atë industriale.
Literaturë/Referenca
- Selvamuthukumaran, M.; Shi, J. (2017): Recent advances in extraction of antioxidants from plant by-products processing industries. Food Quality and Safety, 2017, 1, 61–81.
- Suslick, K.S. (1990): Sonochemistry. Science 23 Mar 1990: Vol. 247, Issue 4949, pp. 1439-1445
Fakte që ia vlen të dini
Kariofileni
Kariofileni ose (−)-β-kariofileni është një seskviterpen natyror biciklik që mund të gjendet në shumë vajra esencialë. Bimët e mëposhtme njihen si burime të mira të kariofilenit: kanabisi, kërpi (Cannabis sativa), qimnoni i zi (Carum nigrum), karafili (Syzygium aromaticum), lupuli (Humulus lupulus), borziloku (Ocimum spp.), rigoni (Origanum vulgare), piperi i zi (Piper nigrum), livanda (Lavandula angustifolia), rozmarina (Rosmarinus officinali) dhe vaji i kopaibës (Copaifera spp.). β-kariofileni është një fitokanabinoid me afinitet të fortë për receptorin kanabinoid të tipit 2 (CB 2), por jo për receptorin kanabinoid të tipit 1 (CB 1).
Oksidi i kariofilenit
Oksidi i kariofilenit (gjithashtu oksidi i β-kariofilenit) është derivati i oksidimit të β-kariofilenit dhe është një pluhur i ngurtë kristalor i bardhë me pikë shkrirjeje rreth 62°C.
Ai vlerësohet për efektet e tij antiinflamatore, anestezike lokale dhe antioksiduese. Kërkimet e para sugjerojnë se oksidi i kariofilenit mund të jetë gjithashtu një bar i mundshëm për trajtimin e kancerit. Oksidi i kariofilenit është pjesë e unazës së ciklobutanit, e cila përdoret tashmë në kërkimin mjekësor për të sintetizuar barin kimioterapeutik të përdorur gjerësisht, karboplatinën.
Oksidi i kariofilenit, në të cilin olefina e kariofilenit është shndërruar në një epoksid, është një përbërës i miratuar për aromatizimin e ushqimeve.
Si β-kariofileni, ashtu edhe oksidi i β-kariofilenit shfaqin tretshmëri të ulët në ujë, çka pengon përthithjen e tyre në qelizë. Për t’i përdorur këto seskviterpene si barna mjekësore ose suplemente ushqimore, kapsulimi në liposome kapërcen tretshmërinë e dobët të këtyre seskviterpeneve në lëngje ujore dhe siguron biodisponueshmëri dhe bioaktivitet. Klikoni këtu për të mësuar më shumë rreth kapsulimit të përbërjeve bioaktive me ultratinguj!
Oksidi i kariofilenit në kanabis
Në bimën cannabis sativa, oksidi i kariofilenit gjendet si një seskviterpen që përbëhet nga tri njësi izopreni. Oksidi i kariofilenit është një nga terpenet më të mëdha dhe më të bollshme në bimën e kanabisit dhe është përgjegjës për aromën dhe erën karakteristike të kanabisit. Ekstraktimi me ultratinguj zbatohet me sukses për të prodhuar vajra kanabidioli me spektër të plotë, duke siguruar kështu efektin e bashkëveprimit të përbërjeve të shumta.
Kavitacioni ultrasonik për ekstraktim
Kur valët ultrasonike me fuqi të lartë futen në një lëng, në të ndodhin cikle ngjeshjeje dhe zgjerimi (rrallimi). Gjatë rrallimit, në lëng krijohen zbrazëti ose të ashtuquajturat flluska kavitacioni. Këto flluska kavitacioni, të cilat janë flluska të vogla vakumi, shfaqen kur vepron presioni negativ, duke tejkaluar kështu rezistencën lokale të lëngut ndaj tërheqjes. Flluskat e vakumit rriten gjatë disa cikleve të ngjeshjes / rrallimit, derisa nuk mund të përthithin më energji dhe flluska e kavitacionit pëson një kolaps imploziv. Ky fenomen njihet si kavitacion. Sipas kërkimit të Prof. Suslick (1990), në flluskat e kavitacionit mbizotërojnë kushte ekstreme me temperatura deri në 5000 K, presione prej 1000 atmosferash, shpejtësi ngrohjeje-ftohjeje mbi 1010 K/s dhe rryma lëngu me shpejtësi deri në 280m/s, të cilat shfaqen si forcë prerëse shumë e lartë dhe turbulenca në zonën e kavitacionit. Kombinimi i këtyre faktorëve (presionit, nxehtësisë, veprimit prerës dhe turbulencës) përdoret për të përshpejtuar transferimin e masës në procesin e ekstraktimit. Për më tepër, këto kushte që shfaqen lokalisht përdoren edhe në procese ultrasonike si homogjenizimi, emulsifikimi ose dispergimi.
Ekstraktimi me ultratinguj bazohet në kavitacionin akustik dhe në forcat e tij prerëse hidrodinamike
Ekstraktimi i terpeneve me ultratinguj
Parimi i ekstraktimit me ultratinguj bazohet në dy efekte që krijohen kur valët ultrasonike me fuqi të lartë transmetohen në një lëng ose suspension:
Së pari, tretësi (mjedisi i lëngshëm përreth) shtyhet brenda matricës qelizore. Në varësi të amplitudës dhe fuqisë së kavitacionit, muri qelizor shpohet ose çahet nga presioni i lëngut.
Së dyti, gjatë ciklit të rrallimit, përmbajtja e qelizës (d.m.th. materiali brendaqelizor) shpëlahet jashtë nga brendësia e qelizës. Pas ekstraktimit me ultratinguj, përbërjet e synuara ndodhen në tretës dhe mund të ndahen prej tij (p.sh. duke avulluar tretësin), në mënyrë që në fund të përftohet një ekstrakt i pastër.
Përbërja e lëndës së parë (si përmbajtja e lagështisë, shkalla e macerimit / bluarjes dhe madhësia e grimcave) dhe tretësi i përzgjedhur janë faktorë shumë të rëndësishëm për të përftuar një proces efikas dhe efektiv të ekstraktimit me ultratinguj. Edhe parametrat e procesit ultrasonik janë thelbësorë: amplituda, presioni, temperatura dhe koha e trajtimit me ultratinguj duhet të përcaktohen dhe të optimizohen për rezultatet më të mira.